package come.lanqiao.dijkstra;

import java.util.Arrays;

public class DijkstraAlgorithm {

	public static void main(String[] args) {
		char[] vertex = { 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G' };
		// 邻接矩阵
		int[][] matrix = new int[vertex.length][vertex.length];
		final int N = 65535;// N表示不可以连接
		matrix[0] = new int[] { N, 5, 7, N, N, N, 2 };
		matrix[1] = new int[] { 5, N, N, 9, N, N, 3 };
		matrix[2] = new int[] { 7, N, N, N, 8, N, N };
		matrix[3] = new int[] { N, 9, N, N, N, 4, N };
		matrix[4] = new int[] { N, N, 8, N, N, 5, 4 };
		matrix[5] = new int[] { N, N, N, 4, 5, N, 6 };
		matrix[6] = new int[] { 2, 3, N, N, 4, 6, N };
		//创建Graph对象
		Graph graph = new Graph(vertex, matrix);
		//测试
		graph.showGraph();

		graph.dsj(6);
		graph.showDijkstra();
	}

}

class Graph {
	private char[] vertex;// 顶点数组
	private int[][] matrix;// 邻接矩阵
	private VisitedVertex vv;//已经访问的顶点的集合
	
	//显示结果
	public void showDijkstra() {
		vv.show();
	}

	// 构造器
	public Graph(char[] vertex, int[][] matrix) {
		this.vertex = vertex;
		this.matrix = matrix;
	}

	// 显示图
	public void showGraph() {
		for (int[] link : matrix) {
			System.out.println(Arrays.toString(link));
		}
	}
	
	//迪杰斯特拉算法实现
	/**
	 * 
	 * @param index 表示出发顶点对应的下标
	 */
	public void dsj(int index) {
		vv = new VisitedVertex(vertex.length, index);
		update(index);//更新index顶点到周围顶点地距离和前驱节点
		
		for (int j = 1; j < vertex.length; j++) {
			index = vv.updataArr();//选择并返回新的访问节点
			update(index);//更新index顶点到周围顶点地距离和前驱顶点
		}
	}
	
	
	//更新index下标顶点到周围顶点的距离和周围顶点的前驱顶点
	private void update(int index) {
		int len = 0;
		//根据遍历我们的邻接矩阵的matrix[index]行
		for (int j = 0; j < matrix[index].length; j++) {
			//len的含义是：出发顶点到index顶点的距离 + 从index顶点到j顶点的距离的和
			len = vv.getDis(index) + matrix[index][j];
			//如果j顶点没有被访问过，并且len小于出发顶点到j顶点的距离，就需要更新
			if (!vv.in(j) && len < vv.getDis(j)) {
				vv.updatePre(j, index);//更新j顶点的前驱为index顶点
				vv.updateDis(j, len);//更新出发顶点到j顶点的距离
			}
		}
	}
}


//已访问的顶点集合
class VisitedVertex {
	//记录各个顶点是否访问过
	//1表示访问过
	//0表示未访问
	//会动态更新
	public int[] already_arr;
	//每个下标对应的值为前一个顶点的下标，会动态更新
	public int[] pre_visited;
	//记录出发顶点到其他所有顶点的距离，比如G为出发点，就会记录G到其他顶点的距离
	//会动态更新，求最短距离就会存放到dis
	public int[] dis;
	
	/**
	 * 
	 * @param length 表示顶点的个数
	 * @param index 出发顶点的对应的下标，比如G，下标就是6
	 */
	public VisitedVertex(int length, int index) {
		this.already_arr = new int[length];
		this.pre_visited = new int[length];
		this.dis = new int[length];
		//初始化dis数组
		Arrays.fill(dis, 65535);
		this.already_arr[index] = 1;//设置出发顶点被访问过
		this.dis[index] = 0;//设置出发顶点的访问距离为0
	}
	
	/**
	 * 功能：判断index顶点是否被访问过
	 * @param index
	 * @return 如果访问过，返回true
	 */
	public boolean in(int index) {
		return already_arr[index] == 1;
	}
	
	
	/**
	 * 功能：更新出发顶点到index顶点的距离
	 * @param index
	 * @param len
	 */
	public void updateDis(int index, int len) {
		dis[index] = len;
	}
	
	
	/**
	 * 功能：更新pre这个顶点的前驱顶点为index顶点
	 * @param pre
	 * @param index
	 */
	public void updatePre(int pre, int index) {
		pre_visited[pre] = index;
	}
	
	/**
	 * 功能：返回出发顶点到index顶点的距离
	 * @param index
	 */
	public int getDis(int index) {
		return dis[index];
	}
	
	/**
	 * 继续选择并返回新的访问节点，比如这里的G完后，就是A点作为新的访问节点（注意不是出发点）
	 * @return
	 */
	public int updataArr() {
		int min = 65535;
		int index = 0;
		for (int i = 0; i < already_arr.length; i++) {
			if (already_arr[i] == 0 && dis[i] < min) {
				min = dis[i];
				index = 1;
			}
		}
		//更新index顶点被访问过
		already_arr[index] = 1;
		return index;
	}
	
	//显示最后的结果
	public void show() {
		System.out.println("====================");
		for (int i : already_arr) {
			System.out.print(i + " ");
		}
		System.out.println();
		for (int i : pre_visited) {
			System.out.print(i + " ");
		}
		System.out.println();
		for (int i : dis) {
			System.out.print(i + " ");
		}
	}
}


















